2.3 Технологические критерии развития то

Группа технологических критериев главным образом обеспечивает всестороннюю экономию живого труда при изготовлении ТО и подготовке их к эксплуатации. Кроме того, эти критерии направлены на экономию материалов, зависящую от технологических факторов, что опять вносит определенную долю в экономию живого труда. Можно выделить четыре основных технологических критерия.

Критерий трудоемкости изготовления ТО. Критерий равен отношению суммарной трудоемкости Тс проектирования, изготовления и подготовки к эксплуатации изделия к его главному показателю эффективности Q, т.е. представляет собой удельную трудоемкость изготовления на единицу получаемой эффективности:

Кт = Tc/Q (1)

Главный показатель эффективности Q выбирают таким образом, что критерий Кт объективно отражал прогрессивное развитие рассматриваемых ТО. В таблице 2 приведены примеры выбора показателя Q для различных ТО. Критерий Кт представляет собой монотонно убывающую функцию при условии, что сопоставление различных поколений ТО ведется по одному и тому же показателю эффективности Q.

Критерий трудоемкости является одним из самых древних, поскольку он действует и в сильной степени влияет на развитие ТО, начиная с каменного века, с первых искусственно изготовляемых орудий - ручных рубил. Актуальность этого критерия на протяжении всей истории техники всегда была и остается весьма высокой и неизменной.

Имеются все основания утверждать, что критерий Кт проявляет свое действие и влияние (в большей или меньшей мере) по отношению к любому классу ТО.

Таблица 2 - Примеры показателя эффективности ТО

Наименование ТО	Показатели эффективности	Размерность
	Наименование
Двигатели, генераторы, трансформаторы и т.п.	Мощность	кВт
Средства транспорта	Масса перевозимого груза (число пассажиров) в единицу времени	т км/ч (чел км/ч)
Экскаваторы, прокатные станы и другие обрабатывающие машины	Производительность	м3/ч, т/ч, м/ч, шт/ч, и т.п.
Автодорожные, железнодорожные мосты	Полезная нагрузка	н
Муфты, редукторы	Крутящий момент	Н м
Сельскохозяйственные плуги	Ширина захвата	м
Оружие и артиллерийские системы	Энергия пули, снаряда	Дж

Критерий использования материалов. Для изготовления элементов ТО используют различные природные материалы, отлитые заготовки, сортовой и листовой прокат, трубы различных профилей, специальные профильные заготовки (валы, шары, шестерни и т.д.) и другие. В процессе обработки исходного материала и заготовок появляются обрезки, стружка и другие отходы, в результате чего масса готовых деталей и, соответственно, ТО получается меньше массы израсходованных материалов. В связи с этим потери, например, черных металлов в машиностроении составляют 20-25%, отходы металла в стружку при обработке резанием - до 28%, т.е. 4,5 млн. тонн в год. В целом коэффициент использования металла не превышает 0,55.

Поскольку доля отходов в большей мере зависит от технологических процессов и технологического оборудования, существует и действует технологический критерий использования материалов Ки.м, равный отношению массы изделия Gk массе израсходованных материалов Р (при этом покупные комплектующие элементы не учитываются):

Kи.м = G/P (2)

В случае, когда в ТО используются материалы, значительно различающиеся по стоимости, при вычислении критерия Ки.м рекомендуется пользоваться следующими зависимостями:

(3)

(4)

где і = 0, 1, ..., m - номера используемых различных материалов

q_i - масса і-го материала, используемого в ТО;

k_i - весовой коэффициент і-го материала (можно принять k_i = c_i/c₀, где i=l, 2, ... m);

C_i - стоимость единицы массы і-го материала;

С₀ - стоимость единицы массы основного материала;

P_i - масса і-го материала, израсходованного на изготовление элементов ТО.

Критерий Ки.м представляет собой монотонно убывающую функцию, которая принимает значения в интервале 0<Ки.м<1. Несмотря на тенденцию монотонного убывания, функция (2) иногда имеет ступенчатые (скачкообразные) возрастания, обычно связанные с переходом на новые технологические процессы со значительно большей производительностью или новые более дешевые материалы.

Критерий Ки.м можно назвать коэффициентом полезного использования материалов, поскольку по содержанию, характеру и диапазону изменения он близок к энергетическому коэффициенту полезного действия.

Критерий использования материалов начал проявлять свое действие в конце мустьерской эпохи (40 тыс. лет назад), когда более совершенные разнообразные каменные орудия стали в значительно большем количестве изготовлять в основном из кремния, обсидиана, агата и других нешироко распространенных и находящихся в ограниченных количествах минералов. В это время сформировалась технология экономного использования материалов. Актуальность критерия Ки.м на протяжении всей истории техники всегда была и остается высокой и неизменной по отношению к любому классу ТО.

Критерий расчленения ТО на элементы. Почти каждый ТО можно выполнять из существенно меньшего числа элементов (узлов и деталей), чем он сделан на самом деле.

Например, некоторые простые узлы можно изготовить в виде одной неразъемной детали, отдельные узлы объединить одной станиной и т.п. Такая минимизация числа элементов дает, казалось бы, определенный выигрыш за счет исключения элементов сопряжения и соединения (уменьшается общая масса изделия, повышается его жесткость и надежность, уменьшается трудоемкость механической обработки и сборки и т.д.). Однако такое кажущееся упрощение конструкции, наряду с указанными положительными моментами, часто приносит несоизмеримо большие потери. Дело в том, что большое расчленение часто сокращает время и трудоемкость разработки и доводки изделия в целом, поскольку в каждом новом изделии, как бы хорошо оно ни было спроектировано, имеются более или менее совершенные узлы. Поэтому в процессе разработки и доводки нового изделия экономичнее и проще устранять недостатки более простых узлов, чем сложных узлов или изделия в целом. Большее расчленение ТО на узлы и детали облегчает и расширяет унификацию и стандартизацию с присущими им преимуществами, позволяет чрезмерно сложные (с точки зрения изготовления) по конструкции элементы собирать из простых однотипных элементов.

Следует также отметить, что при чрезмерно мелком дроблении ТО на элементы многие из этих достоинств оборачиваются недостатками.

Кроме указанных технологических причин, на расчленение ТО влияют также функциональные, экономические и антропологические факторы. Это влияние рассматривается при обслуживании соответствующих критериев.

Таким образом, всегда существует оптимальное расчленение ТО на узлы и детали, которое значительно упрощает технологию разработки, доводки, изготовления, ремонта и модернизации изделий, является основой для унификации и стандартизации.

Критерий Кр расчленения ТО на элементы обеспечивает в каждом новом поколении изделий приближение к оптимальному разделению на элементы.

Критерий Кр имеет отношение к любому классу ТО, которые состоят более чем из одного элемента, серийно изготовляются и от поколения к поколению претерпевают прогрессивные конструктивные изменения.